串口是一种通信方式的称呼，实质是一种数据传输协议（USART 协议）。数据是一位一位地发送出去和接收进来的。USART 内部结构十分复杂，简而言之主要由三部分组成：波特率发生器、接收单元和发送单元。每个单元的功能全部由硬件实现，同时以寄存器的形式对用户开放了配置接口（控制寄存器），又以寄存器的形式对用户开放了过程监控（状态寄存器）。

Arduino Uno 开发板上，硬件串口位于Rx(0)和Tx(1)引脚上，Arduino的USB 口通过转换芯片与这两个引脚连接，该转换芯片会通过USB 接口在PC 机上虚拟出一个用于Arduino 通信的串口，上传程序也是通过串口进行的。因此可以理解为，Arduino Uno 开发板的USB 接口也是一个串口，不仅仅可以用来上传程序，还可以接收来自Arduino Uno 开发板的打印信息。

Arduino 提供的串口通信函数非常丰富，相关函数有：

1. Serial.begin()

描述：开启串口，通常置于setup()函数中。

函数原型：

参数：

speed：波特率，一般取值9600，115200 等，例如Serial.begin(9600)。

返回值：无。

2. Serial.end()

描述：禁止串口传输。此时串口Rx 和Tx 可以作为数字I/O 引脚使用。

函数原型：

参数：无。

返回值：无。

3. Serial.print()

描述：串口输出（发送）数据。

函数原型：

参数：

val：打印的值，任意数据类型。

config：输出的数据格式。BIN（二进制）、OCT（八进制）、DEC（十进制）、HEX（十六进制）。对于浮点数，此参数指定要使用的小数位数。

示例：

Serial.print(78， BIN) 得到“1001110”；

Serial.print(78， OCT) 得到“116”；

Serial.print(78， DEC) 得到“78”；

Serial.print(78， HEX) 得到“4E”；

Serial.print(1.23456， 0) 得到“1”；

Serial.print(1.23456， 2) 得到“1.23”；

Serial.print(1.23456， 4) 得到“1.2346”；

Serial.print(‘N’) 得到“N”；

Serial.print(“Hello world.”) 得到“Hello world.”。

返回值：返回写入的字节数。

4. Serial.println()

描述：串口输出（发送）数据并换行。使用与Serial.print()一样，只是多了自动换行的功能。(www.daowen.com)

5. Serial.write()

写二进制数据到串口，数据是一个字节一个字节地发送的，若以字符形式发送数字应使用print()代替。

注意，可通过数组形式发送十六进制等，例如：

6. Serial.available()

描述：判断串口缓冲区的状态，即判断串口有没有缓存，并返回从串口缓冲区读取的字节数，即返回缓冲了多少个字节。

原型：Serial.available()。

参数：无。

返回值：可读取的字节数。

7. Serial.read()

描述：读取串口数据，一次读一个字符，读完后删除已读数据。

原型：Serial.read()。

参数：无。

返回值：返回串口缓存中第一个可读字节，当没有可读数据时返回-1，整数类型。

使用习惯： Serial.available()与 Serial.read()一般是同步使用的，用if 条件语句连接，例如：

8. Serial.readBytes()

描述：从串口读取指定长度的字符到缓存数组。

原型：Serial.readBytes(buffer， length)

参数：

buffer：缓存变量。

length：设定的读取长度。

返回值：返回存入缓存的字符数。

下面将结合呼吸灯程序来进行串口监视“模拟输出”的变化信息，在 setup()函数中插入 Serial.begin()，在 analogWrite()函数后面插入Serial.println()，程序代码如下：

本程序上传成功后，点击菜单栏的“工具”→选择“串口监视器”，会弹出新窗口，如图3-3-5 所示，窗口中滚动着变化的模拟值。

图3-3-5　串口监视器

关闭串口监视器，再点击菜单栏的“工具”→选择“串口绘图器”，会弹出新窗口，如图3-3-6 所示，窗口中正在根据变化的模拟值进行绘线。

图3-3-6　串口绘图器

以上内容就是通过USB 口（软串口）Arduino 程序中变量的信息，后续在使用与测试传感器时，常会用到串口来读取传感器的数据，届时会结合以下函数使用：

Arduino Uno 开发板上，硬件串口位于Rx(0)和Tx(1)引脚上，其中Rx(0)是属于接收端，Tx(1)是属于发射端，这两个引脚经常会与蓝牙串口模块配合使用，实现蓝牙遥控或者蓝牙传输。